Токосъемные кольца генератора - как они устроены?

4850

Токосъемные кольца В процессе интенсивной эксплуатации транспортного средства, любой ее составляющий элемент приходит в негодность. Одни детали ломаются раньше, другие несколько позже, но в любом случае, проведение ремонтных мероприятий неизбежно. В данном вопросе не стал исключением и автомобильный генератор, в котором периодически возникают проблемы с отдельными составляющими. Купить другое устройство – всегда успеется, а вот если Вы сами устраните возникшую проблему, то сэкономите приличную сумму денег, ведь отдельная деталь стоит значительно меньше, нежели новый генератор целиком. Более того, проведение самостоятельного ремонта не потребует специального инструмента или большого опыта. Конечно, это утверждение нельзя применять ко всем ситуациям (всегда бывают исключения), но сейчас речь пойдет о токосъемных кольцах, проблему с которыми, в основном, можно решить собственными силами. Для начала разберемся, что это за детали и где их искать.

1. Где находятся токосъемные кольца генератора

Токосъемные кольца генератора довольно часто именуют «контактными кольцами», вот почему при вводе этого названия в поисковике сразу выкидывает информацию именно под этим названием. Впрочем, на определения понятия, данный факт никак не влияет, так как это одна и та же деталь являющая собой вид электрических контактов выполненных в форме кольца, способного проводить ток. В конструктивном плане, к кольцу прилагаются еще и щетки, обеспечивающие подачу через него электроэнергии из одной части цепи в другую.

Кольцо генератора Токосъемные кольца можно найти на валу ротора генератора. Как правило, они изготавливаются из меди, а опрессовка выполняется пластмассой. К кольцам припаиваются (иногда привариваются) выводы, идущие от обмотки возбуждения.

В некоторых случаях, материалом для изготовления контактных колец генератора служит латунь или нержавеющая сталь, что существенно снижает износ и окисление этих элементов, особенно при работе в условиях с повышенной влажностью.

При размещении щеточно-контактного узла вне внутренней полости генератора, диаметр токосъемных колец не может превышать внутренний диаметр подшипника, который устанавливается в крышку с их стороны, так как при сборке подшипник должен проходить над кольцами. Более того, маленький диаметр контактных колец способствует снижению уровня износа щеток. Именно по этому, исходя из условий монтажа, некоторые фирмы, в качестве задней опоры ротора, применяют роликовые подшипники, ведь шариковые , с таким же диаметром, обладают меньшим эксплуатационном ресурсом.

2. Как работают токосъемные кольца генератора

Провернув ключ в замке зажигания, водитель сам того не подозревая посылает ток от аккумуляторной батареи на обмотку возбуждения ротора, в которой наводится магнитное поле. Но прежде, чем он попадет с точки «А» в точку «Б», ему предстоит пройти через щеточный узел и контактные кольца. С началом вращения коленвала мотора, начинает вращаться и генераторный ротор, магнитное поле которого проходит сквозь обмотки статора, вызывая на их выводах переменное напряжение. Достигнув определенной частоты вращения, генератор переходит в режим самовозбуждения, тоесть питание обмотки начинает происходить непосредственно от генератора.

Токосъемные кольца генератора В обмотку ротора, ток попадает через токосъемные кольца при помощи угольно-графитных щеток, прижатых к их поверхности. При номинальной частоте вращения, окружная скорость на рабочей поверхности колец достигает 70-75 м/с. В таких условиях, часть мощности, поступающей к валу ротора, расходуется на преодоление сил трения, появляющихся между щетками и кольцами, а также тратится на перенос тока с поверхности щеток на поверхность кольца.

Рабочая надежность щеточного узла зависит от формы, твердости и чистоты обработки трущихся поверхностей щеток и кольца, температуры нагрева и плотности тока, находящегося в контактной зоне, давления щеток на кольцо, а также от влажности и уровня загрязнения рабочей атмосферы токосъемных колец дорожной пылью и парами масла. Переходное значение падения напряжения в контактном слое, прямо пропорционально проходящему току, а при наличии искрения, данная величина может существенно возрастать.

3. Неисправности токосъемных колец

Наиболее частой неисправностью ротора генератора есть износ токосъемных колец, который требует замены детали, вполне пригодной по остальным показателям. Конечно, иногда удается избежать крайних мер, но найти подходящие для конкретного ротора новые кольца не всегда получается.

На степень износа медных колец влияет множество факторов, главным из которых есть попадание частичек меди в материал щеток, в результате чего получается, что медь трется по меди. Довольно часто, производя замену ротора, можно наблюдать следующую картину: при первом же обороте появляется характерный скрип, а при нескольких прокручиваниях, после снятия щеток, на них отчетливо будут видны следы от вкраплений меди, с ярко выраженной продранной полоской на кольце.

Если не предпринять никаких мер и оставить все как есть, такой ротор долго не прослужит. Некоторые автолюбители утверждают, что частично, исправить ситуацию поможет масло, которым пропитывают и притирают щетки. Да-да, Вы все правильно поняли: по их мнению, пропитанная щетка служит намного дольше, а токосъемное кольцо изнашивается меньше.

Токосъемное кольцо Основная масса специалистов, наоборот, рекомендуют протирать покрытые маслом кольца и щетки бензином, так как, якобы он очищает их и предотвращает нарушения контакта из-за масляного слоя. Однако, на практике, получается обратный эффект: при испытании, проведенном на стенде, никакого отличия между сухими и промасленными щетками не было обнаружено, тоесть ни показатели тока, ни значения напряжения не изменились. Эксперимент проводили следующим образом: в ходе работы на нагрузку с сухими щетками, предварительно замерев все возможные параметры, на кольца наносили пару капель масла и наблюдали за реакцией прибора. Логично было бы предположить, что что-то должно измениться и , возможно, стоит ожидать гидропланирования щетки, но все показатели остались в норме, а значит, стало быть, промасленная щетка не может нанести вред механизму.

Бывает и такое, что токосъемные кольца достигают в толщину 2-3 мм, а исправить это можно методом проточки. Однако, в этом деле, увлекаться не стоит, ведь уменьшение диаметра больше чем на миллиметр вызывает ускоренный износ щеток, сопровождающийся сильным перекосом.

4. Замена токосъемных колец генератора

Если в результате диагностического этапа, теория сильного износа контактных колец подтвердилась, придется выполнять их замену. Для этого Вам понадобятся: съемник, паяльник и несколько самодельных приспособлений. Когда весь нужный инструментарий уже под рукой, можно переходить к непосредственным действиям.

Для начала, при помощи большого рожкового ключа, снимите подшипник генератора. Ротор устанавливается в вертикальное положение и нижним роком ключа подцепляется внешнее кольцо подшипника. Вместо ключа, также можно воспользоваться отверткой, подцепив его по кругу. Здесь стоит соблюдать предельную аккуратность, не допуская перекашивания детали.

Элемент генератора авто Следом за подшипником, используя прямую отвертку, необходимо снять пластиковую, крестообразную заглушку. Под кожухом Вы должны увидеть 2 контакта (владельцы отечественной классики стандартной сборки так точно), их нужно разогнуть и достать выводы обмотки ротора. Главным инструментом в этом деле является отвертка и пассатижи. Отломав контакты снимите старый хвостовик. Теперь можно переходить к непосредственной замене токосъемных колец.

Для того, что бы надеть новые кольца на ротор, Вам понадобиться молоток, а также, возможно, придется применить напильник. Если сменные кольца оказались немного короче заводских, устранить неточность помогут втулки, насаженные на вал ротора. Главное, проследить, что бы не образовался перекос, иначе щетки быстро выйдут из строя.

Обратите внимание! Выполняя посадку, не усердствуйте молотком, так как контактные кольца довольно легко деформируются. После выполнения описанных действий, загните контакты, а если есть желание, то можно их припаять к обмотке, и оденьте пластиковый кожух, а за ним и подшипник. Специалисты рекомендуют немного смазывать кольца, что поможет избежать прогибов в момент притирки. На все про все, Вам потребуется от 30 до 60 минут, а ресурс генератора продлиться минимум на пару лишних лет. Кстати, если уж Вы решили заглянуть под капот и уделить внимание генератору, то нелишней будет его доработка, после чего напряжение в автомобильной сети должно повысится.

При выборе сменных колец, на медные изделия лучше не обращать внимания, так как они слишком непредсказуемые и не отличаются особой надежностью. Медные контактные кольца могут прослужить всю оставшуюся «жизнь» машины, а могут протиреться до дыр уже спустя 10000 километров пробега.

Токосъемное кольцо Коэффициент трения графита и стали значительно меньше, поэтому стальные кольца практически не поддаются износу, а щетки изнашиваются намного меньше, нежели на медных деталях. Исходя из электрических показателей, разницы между медными и стальными токосъемными кольцами практически нету, а сопротивление щетки из графита неизмеримо больше чем сопротивление стали. Многие автолюбители, которые годами используют на генераторе стальные контактные кольца, отмечают их высокое качество и безпроблемность в эксплуатации.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?


Комментарии

Вам также может быть интересно